Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Den moderna staden står inför en dubbel utmaning: att hantera effekterna av ett förändrat klimat som innebär allt extremare skyfall och värmeböljor, samtidigt som kraven på en förtätad och trivsam livsmiljö ökar. Traditionellt har stadsplaneringen tenderat att fokusera på ekonomiskt mätbara så kallade ’hårda’ värden, såsom konventionell dränering och trafikinfrastruktur, vilket ofta har skett på bekostnad av svårkvantifierade ’mjuka’ värden såsom estetik, rekreation och biologisk mångfald. Konventionella VA-system klarar sällan de ökade vattenvolymerna under kraftiga regn, vilket resulterar i föroreningar som spolas ut i vattendrag, sjöar och hav. Samtidigt riskerar den snabba bortledningen av dagvatten att på sikt urlaka grundvattenmagasinen under allt längre torkperioder.
Denna utmaning kräver en ny syn på hur stadens ytor utnyttjas. Arbetet undersöker potentialen hos Blågröngrå-system (BGG-system) - ett integrerat koncept för hållbar dagvattenhantering som samutnyttjar stadens ytor för vegetation, dagvattenmagasinering och infrastruktur. BGG-system använder sig av porösa överbyggnader (ofta makadambaserade öppna förstärkningslager) under hårdgjorda ytor för att fördröja och rena dagvatten, samt erbjuda en utökad rotvolym för träd.
Syftet med denna studie är att fördjupa förståelsen för de tekniska funktionskrav och utmaningar som BGG-system måste hantera, samt att undersöka hur deras kvaliteter kan implementeras för att skapa ett levande stadsrum. Ett levande stadsrum definieras här bland annat av ökad biologisk mångfald, förbättrat mikroklimat och en god gestaltad livsmiljö som främjar sociala och rekreativa aktiviteter.
Arbetets centrala forskningsfråga är: ”Hur kan BGG-system utformas så att de tillgodoser behovet av mjuka värden i stadsrummet samtidigt som de uppfyller de tekniska funktionskrav som ställs på dem?”.
Studien genomfördes som en kombination av litteraturstudier, semistrukturerade intervjuer med personer från olika discipliner som alla arbetar med BGG-system samt ett gestaltningsförslag för Prefektgatan i stadsdelen Rosendal i Uppsala. Gestaltningen fungerade som en hypotesprövning för att konkretisera de förvärvade kunskaperna och utvärdera idéer om hur funktionella och rumsliga krav kunde förenas. Rosendal är unikt eftersom områdets BGG-system måste vara tätade mot terrassen på grund av att det ligger ovanför en grundvattentäkt, vilket ställer höga krav på tekniska funktioner som fördröjning och reglerad avledning till det konventionella ledningsnätet.
Gestaltningsförslaget för Prefektgatan utgår från Jan Gehls principer för ett kvalitativt gaturum och implementerar ett oregelbundet, fasetterat formspråk för att bryta gaturummets längsgående riktning och skapa mindre, mer inbjudande rumsligheter. Genom att ge de öppna förstärkningslagren en maximal, sammanhängande utbredning, även under permeabla hårdgjorda ytor, uppnås en mycket stor total fördröjningskapacitet.
Resultatet visar att detta ytmässigt väl tilltagna blågröngrå system på gatan (med en total magasineringsvolym på 148 m³) kompenserar för en lägre hydraulisk konduktivitet i växtsubstratet. Detta möjliggör i sin tur att egenskaper som vattenretention och därmed förbättrad reningsförmåga kan prioriteras utan att systemet tappar i förmåga att hantera extrema regn. Uträkningarna indikerar att systemet skulle klara av ett 50-årsregn med en hydraulisk konduktivitet på 500 mm/h, vilket är långt mer än vad minimikravet för BGG-system vanligtvis brukar dimensioneras för. Gestaltningen kombinerar således hög teknisk kapacitet (fördröjning, rening och reducerad urban heat island-effekt) med tydliga mjuka värden genom att systematiskt skapa uppehållsytor, förbättra växtbäddsförhållanden och införa designade växtsamhällen.
Arbetet belyser hur en avsiktlig, icke-linjär design av BGG-system kan fungera som ett verktyg för att lyfta fram de mjuka värdena i stadsrummet, men konstaterar att komplexiteten i en sådan oregelbunden utformning ställer höga krav på detaljprojektering och höjdsättning för att bibehålla tillgänglighetskrav. Arbetet diskuterar också den ekonomiska aspekten och konstaterar att många delar i gestaltningen är mer kostsamma än den befintliga utformningen men att pengar kan sparas in på en smartare utformning av andra konstruktioner såsom ledningsstråkets dragning, reducerat djup på växtbäddarna. Diskussion omfattar vidare alternativa lösningar för att ytterligare reducera kostnaderna, bland annat ifall snabb infiltration och fördröjning i BGG-systemets underjordiska porutrymme kan ersättas med fördröjning ovan mark där de ytmässigt väl tilltagna regnbäddarna istället fungerar som en hybrid mellan öppna fördröjningsmagasin och regnbäddar med långsam infiltration. Genomgående för hela arbetet är vikten av att både ingenjörs- och designaspekter integreras tidigt i processen.

The modern city faces a dual challenge: managing the effects of a changing climate that brings increasingly extreme downpours and heatwaves, while at the same time meeting the growing demand for a dense and pleasant living environment. Traditionally, urban planning has tended to focus on economically measurable so-called ”hard” values, such as conventional drainage and transport infrastructure, often at the expense of less quantifiable ”soft” values such as aesthetics, recreation, and biodiversity. Conventional water and sewage (WS) systems rarely cope with the increased water volumes during heavy rainfall, resulting in pollutants being flushed into rivers, lakes, and seas. At the same time, the rapid removal of stormwater risks depleting groundwater reserves during increasingly prolonged dry periods.
This challenge requires a new perspective on how urban spaces are used. The work explores the potential of Blue-Green-Grey (BGG) systems—an integrated concept for sustainable stormwater management that makes multifunctional use of urban space for vegetation, water storage, and infrastructure. BGG systems employ permeable superstructures (often open, macadam-based reinforcement layers) beneath paved surfaces to delay and purify stormwater, while also providing extended root volume for trees.
The purpose of this study is to deepen the understanding of the technical performance requirements and challenges that BGG systems must address, as well as to investigate how their qualities can be implemented to create vibrant urban spaces. A vibrant urban space is here defined, among other things, by increased biodiversity, improved microclimate, and a well-designed living environment that promotes social and recreational activities.
The central research question of the work is: “How can BGG systems be designed to meet the need for soft values in the urban space while also fulfilling the technical performance requirements placed upon them?”
The study was conducted through a combination of literature reviews, semi-structured interviews with professionals from different disciplines all working with BGG systems, and a design proposal for Prefektgatan in the Rosendal district of Uppsala. The design served as a hypothesis test to concretize the acquired knowledge and evaluate ideas on how functional and spatial requirements could be combined. Rosendal is unique because the area’s BGG system must be sealed against the terrace due to its location above a groundwater source, which places high demands on technical functions such as detention and regulated diversion into the conventional sewer network.
The design proposal for Prefektgatan is based on Jan ProjekteringGehl’s principles for a high-quality streetscape and implements an irregular, faceted design language to break the longitudinal direction of the street space and create smaller, more inviting spatialities. By maximizing the continuous extent of the open reinforcement layers, even beneath permeable paved surfaces, a very large total detention capacity is achieved.
The results show that this spatially generous blue-green-grey system (with a total storage volume of 148 m³) compensates for lower hydraulic conductivity in the planting substrate. This in turn makes it possible to prioritize qualities such as water retention and thereby improved purification capacity without losing the ability to handle extreme rainfall. Calculations indicate that the system would withstand a 50-year rainfall event with a hydraulic conductivity of 500 mm/h, which is far above the minimum requirement for what BGG systems are usually designed to handle. The design thus combines high technical capacity (detention, purification, and urban heat island mitigation) with clear soft values by systematically creating gathering spaces, improving planting bed conditions, and introducing designed plant communities.
The study highlights how a deliberate, non-linear design of BGG systems can function as a tool to emphasize the soft values of the urban environment, but notes that the complexity of such irregular design places high demands on detailed planning and elevation setting to maintain accessibility requirements. The work also discusses the economic aspect, noting that many parts of the design are more costly than existing solutions, but that savings can be achieved through smarter layouts of other constructions, such as the alignment of utility corridors and reduced planting bed depths. The study also discusses alternative solutions for further cost reduction, for example, whether rapid infiltration and detention in the subsurface pore space of BGG systems could be replaced with above-ground detention, where generously sized rain gardens instead function as a hybrid between open detention basins and rain gardens with slow infiltration. Throughout the entire study, the importance of integrating both engineering and design aspects early in the process is emphasized.